第1章-機(jī)械制造基礎(chǔ)知識

1.1零件成形原理及機(jī)械加工切削運動

1.2機(jī)械制造生產(chǎn)過程和工藝過程

1.3生產(chǎn)類型及其工藝特征

1.4機(jī)床分類及型號編制

1.5工件的裝夾

1.6金屬切削刀具簡介1.1零件成形原理及機(jī)械加工切削運動1.1.1零件成形原理1.零件表面的構(gòu)成由平面、圓柱面、圓錐面、成形表面（如螺紋表面、漸開線表面等）和特形表面組合2.零件表面的成形由一條線（母線）沿著另一條線（導(dǎo)線）運動（移動或旋轉(zhuǎn)）而形成。母線和導(dǎo)線統(tǒng)稱為發(fā)生線3.零件成形方法材料成形法、材料去除法、材料累加法1.1.2機(jī)械加工中的切削運動1.切削運動與切削表面主運動：在切削加工中起主要作用的、消耗動力最多的運動進(jìn)給運動：為使金屬層不斷投入切削，保持切削連續(xù)進(jìn)行，而附加的刀具與工件之間的相對運動切削層：刀具切過工件一個單位層所切除的工件材料層切削表面：刀具切削工件時形成已加工表面、過渡表面、待加工表面合成切削運動：刀具實際切削運動為主運動與進(jìn)給運動的合成2.切削用量切削用量三要素

1)切削速度vc

2)進(jìn)給量f

3)背吃刀量（切削深度）1.2機(jī)械制造生產(chǎn)過程和工藝過程1.2.1生產(chǎn)過程將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返倪^程，包括：原材料、產(chǎn)品的運輸和保管；生產(chǎn)和技術(shù)準(zhǔn)備工作；毛坯制造；零件的加工、熱處理等；部件和產(chǎn)品的裝配、調(diào)整、檢驗、包裝等。1.2.2工藝過程及其組成1.工藝過程改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品的過程稱為工藝過程，它是生產(chǎn)過程中的主要部分采用機(jī)械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的全過程稱為機(jī)械加工工藝過程（裝配工藝過程）2.機(jī)械加工工藝過程組成工序1工序2.......工序n機(jī)械加工工藝過程任一工序安裝工位工步走刀工件每次安裝后，即獲得一個加工位置（工位）在每一道工序中，應(yīng)盡量減少工件的安裝次數(shù)工步越多工序內(nèi)容越復(fù)雜，走刀次數(shù)越多，工步越復(fù)雜一個或多個毛坯零件圖1-6多工位加工圖1-7簡化工步圖1-8復(fù)合工步幾種特殊情況1.3生產(chǎn)類型及其工藝特征1.3.1生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)類型1.生產(chǎn)綱領(lǐng)

生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(yè)在計劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計劃。（年產(chǎn)量）。生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小決定了各工序所需專業(yè)化和自動化的程度，決定了所應(yīng)選用的工藝方法和工藝裝備。零件年生產(chǎn)綱領(lǐng)計算

N=Qn(1+a%+b%)（1-5）

式中N——零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年）；

Q——產(chǎn)品的產(chǎn)量（臺/年）；

n——每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件/臺）；

a%——備品的百分率；

b%——廢品的百分率。2.生產(chǎn)類型單件生產(chǎn)產(chǎn)品種類繁多，數(shù)量少，很少重復(fù)生產(chǎn)成批生產(chǎn)產(chǎn)品的品種多，同一產(chǎn)品均有一定的數(shù)量，能夠成批進(jìn)行生產(chǎn)，生產(chǎn)呈周期性重復(fù)每一次投產(chǎn)同一產(chǎn)品的數(shù)量稱為批量，按批量多少，成批生產(chǎn)可分為小批生產(chǎn)、中批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)產(chǎn)品的品種單一而固定，同一產(chǎn)品的產(chǎn)量很大，大多數(shù)機(jī)床上長期重復(fù)地進(jìn)行某一零件的某一道工序的加工，生產(chǎn)具有嚴(yán)格的節(jié)奏性。大量生產(chǎn)例如：重型機(jī)械、大型船舶制造、新產(chǎn)品試制例如：機(jī)床、機(jī)車、紡織機(jī)械的制造例如：汽車、拖拉機(jī)、軸承制造1.3.2各種生產(chǎn)類型的工藝特征

生產(chǎn)類型不同，產(chǎn)品制造的工藝方法、所采用的加工設(shè)備、工藝裝備以及生產(chǎn)組織管理形式均不相同。單件生產(chǎn)成批生產(chǎn)大量生產(chǎn)毛坯的制造方法及加工余量鑄件用木模，手工造型；鍛件用自由鍛。毛坯精度低，加工余量大部分鑄件用金屬模，部分鍛件采用模鍛。毛坯精度中等，加工余量中等鑄件廣泛采用金屬模機(jī)器造型。鍛件廣泛采用模鍛以及其它高生產(chǎn)率的毛坯制造方法，毛坯精度高，加工余量小機(jī)床設(shè)備及其布置形式采用通用機(jī)床，機(jī)床按類別和規(guī)格大小采用“機(jī)群式”排列布置采用部分通用機(jī)床和部分高生產(chǎn)率的專用機(jī)床，機(jī)床按加工零件類別分“工段”排列布置廣泛采用高生產(chǎn)率的專用機(jī)床及自動機(jī)床，按流水線形式排列布置夾具多用通用夾具，很少采用專用夾具，靠劃線及試切法達(dá)到尺寸精度廣泛采用專用夾具，部分靠劃線進(jìn)行加工廣泛采用高效夾具，靠夾具及調(diào)整法達(dá)到加工要求刀具和量具采用通用刀具及萬能量具較多采用專用刀具和專用量具廣泛采用高生產(chǎn)率的刀具和量具對操作工人的要求需要技術(shù)熟練的操作工人操作工人需要一定的技術(shù)熟練程度對操作工人的技術(shù)要求較低，對調(diào)整工人的技術(shù)水平要求較高工藝文件有簡單的工藝過程卡片有較詳細(xì)的工藝規(guī)程，對重要零件需編制工序卡片有詳細(xì)編制的工藝文件零件的互換性廣泛采用鉗工修配零件大部分有互換性，少數(shù)用鉗工修配零件全部有互換性，某些配合要求很高的零件采用分組互換生產(chǎn)率低中等高單件加工成本高中等低1.4機(jī)床分類及型號編制1.4.1機(jī)床的分類

機(jī)床的傳統(tǒng)分類方法，主要按加工性質(zhì)和所用刀具進(jìn)行分類。我國將機(jī)床分為12大類：車床、銑床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機(jī)床、螺紋加工機(jī)床、刨插床、拉床、特種加工機(jī)床、鋸床以及其它機(jī)床其它分類按通用性程度：通用機(jī)床、專門化機(jī)床和專用機(jī)床按加工精度：普通精度機(jī)床、精密機(jī)床和高精度機(jī)床按重量和尺寸：儀表機(jī)床、中型機(jī)床、大型機(jī)床、重型機(jī)床和超重型機(jī)床按自動化程度：手動機(jī)床、機(jī)動機(jī)床、半自動機(jī)床和自動機(jī)床按主要工作部件的數(shù)目：單軸、多軸機(jī)床或單刀、多刀機(jī)床1.4.2機(jī)床型號的編制《金屬切削機(jī)床型號編制方法》（GB/T15375-2008）機(jī)床類代號機(jī)床特性代號機(jī)床組系代號機(jī)床主參數(shù)通用特性代號結(jié)構(gòu)特性代號機(jī)床大類，大寫漢語拼音字母2位數(shù)字，第一位表示組，第二位表示系表示機(jī)床規(guī)格和加工能力，2位數(shù)字表示其主參數(shù)或主參數(shù)的1/10、1/100TH6110T——鏜床（機(jī)床類代號）H——自動換刀（通用特性代號）61——第6組1系（組系代號）10——工作臺面寬度1000mm（主參數(shù)）1.4.3機(jī)床選擇1.機(jī)床選擇原則2.機(jī)床選擇注意事項保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本機(jī)床主要規(guī)格尺寸機(jī)床的工作精度機(jī)床的生產(chǎn)率機(jī)床的功率與剛度以及機(jī)動范圍裝夾方便、夾具結(jié)構(gòu)簡單結(jié)合現(xiàn)場的實際情況1.5工件的裝夾定位占據(jù)正確位置夾緊壓緊夾牢裝夾安裝完成1.5.1工件的裝夾過程1.5.2工件的裝夾方法直接找正裝夾劃線找正裝夾夾具裝夾1.6金屬切削刀具簡介1.6.1刀具材料應(yīng)具備的性能高硬度和高耐磨性（60HRC以上）；足夠的強度與沖擊韌性；高耐熱性；好的導(dǎo)熱性和小的膨脹系數(shù)；良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性。1.6.2刀具材料的種類1.碳素工具鋼與合金工具鋼

碳素工具鋼是含碳量最高的優(yōu)質(zhì)鋼（碳的質(zhì)量分料為0.7%～1.2%），如T10A。2.高速鋼

又稱為鋒鋼，它是含有較多W、Cr、V合金元素的高合金工具鋼，如W18Cr4V。3.硬質(zhì)合金

它是以高硬度、高熔點的金屬碳化物（WC，TiC）為基體，以金屬Co，Ni等為粘結(jié)劑，用粉末冶金方法制成的一種合金。

4.陶瓷刀具陶瓷是以氧化鋁（Al2O3）或氮化硅（Si3N4）等為主要成分，經(jīng)壓制成形后燒結(jié)而成的刀具材料。陶瓷的硬度高、化學(xué)性能高、耐氧化，所以被廣泛用于高速切削加工中。但由于其強度低、韌性差，長期以來主要用于精加工。5.超硬刀具材料人造金剛石、立方氮化硼（CBN）等具有高硬度的材料統(tǒng)稱為超硬刀具材料。1.6.3刀具的幾何角度1.刀具切削部分的組成圖1-11刀具切削部分的組成2.刀具角度的坐標(biāo)平面與參考系圖1-13車刀正交平面參考系基面切削平面正交平面互相垂直引伸：副切削平面副正交平面法平面假定進(jìn)給平面背向平面3.刀具的標(biāo)注角度圖1-14車刀的標(biāo)注角度前角γo后角αo主偏角κr副偏角κr'刃傾角λs副后角αo'

派生角度：楔角刀尖角4.刀具的工作角度以切削過程中實際的切削平面、基面和正交平面為參考平面所確定的刀具角度稱為刀具的工作角度，又稱實際角度。圖1-16橫向進(jìn)給運動對工作角度的影響1.6.4常見機(jī)械加工刀具常用的幾種車刀a)直頭外圓車刀b)45°彎頭外圓車刀c)90°彎頭外圓車刀d)端面車刀e)內(nèi)孔車刀f)切斷刀g)寬刃光刀1.車刀車刀結(jié)構(gòu)簡單，它可以在車床上完成工件的外圓、內(nèi)孔、端面、切槽或切斷以及部分內(nèi)外成形面等的加工。螺紋車刀機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀成形車刀（平體、棱體、圓體）2.銑刀（a）圓柱形銑刀（b）端銑刀（c）盤形銑刀（d）鋸片銑刀（e）立銑刀（f）鍵槽銑刀（g）角度銑刀（h）成形銑刀圖1-28

銑刀按用途和結(jié)構(gòu)形式的分類銑刀是廣泛用于平面及各種成形表面加工的刀具?？梢杂脕磴娖矫?、溝槽、臺階、花鍵、齒形、內(nèi)腔、螺紋和銑成形表面等的加工。3.孔加工刀具孔加工刀具可以分為兩大類，第一類可以在實體工件上鉆削出通孔或盲孔，這類刀具有扁鉆、麻花鉆、中心鉆及深孔鉆等；第二類可以對已有的孔進(jìn)行擴(kuò)大或提高精度加